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MESTRE NUCLEAR (PRODUTO EDUCACIONAL - JOGO DE TABULEIRO SOBRE FÍSICA NUCLEAR)
Mestrado Profissional em Ensino de Física
MNPEF / UFT - ARGUAÍNA - TOCANTINS
Edgar Duarte da Silva - [email protected]
Erica Cupertino Gomes - [email protected]
INSTRUÇÕES SOBRE O JOGO
1) Os participantes devem ter conhecimento básico sobre a Física Nuclear.
2) O jogo poder ter três ou quatro participantes, sendo um deles o Mestre Nuclear.
3) O Mestre Nuclear ficará encarregado de ler as instruções e coordenar o andamento
do jogo. Ele quem fará as perguntas aos jogadores, tirando uma carta do monte de
maneira aleatória, lendo a pergunta e suas alternativas, sem influenciar na resposta.
4) Os jogadores podem contar ainda com o apoio de um colega que em momento
oportuno poderá lhe ajudar nas respostas às perguntas. (somente quando o jogador ativar
uma carta bônus de ajuda).
5) O jogador que estiver à direita do Mestre Nuclear deverá começar o jogo, e assim,
sucessivamente em sentido anti-horário.
6) Cada jogador deverá posicionar sua peça inicialmente na casa de número 20, deslo-
cando uma casa a cada acerto, em direção ao núcleo do átomo.
7) Ao chegar nas casas 16,12, 8 e 4, cada jogador terá direito a uma carta bônus.
8) O jogador que receber uma carta de pedido de ajuda poderá usá-la em qualquer
momento durante o jogo.
9) O jogador que obtiver ajuda indevida, não autorizada, perderá a rodada em questão
e sua resposta será anulada, passando a vez para o próximo jogador.
10) Ao chegar nas casas atingidas pelos neutrinos, se o jogador errar a resposta à per-
gunta, receberá uma carta bomba (extra) e se, responder corretamente poderá di-
recioná-la a um dos outros dois jogadores.
11) O jogo termina quando um dos jogadores chegar ao núcleo do átomo, desativando
a ogiva nuclear ativa.
Carta Bônus
obs: as cartas bônus não deverão ser reveladas até o momento em que forem utilizadas.
1) Avançar uma casa - ao receber esta carta o jogador poderá, imediatamente, deslo-
car mais um casa em direção ao núcleo do átomo.
2) Eu respondo - o jogador que possuir esta carta poderá ativá-la em qualquer momen-
to do jogo ao final da pergunta, antes que o outro jogador responda, tendo o direito
de tomar a sua vez .
3) Ajuda - o jogador poderá ativar esta carta após a pergunta, contando assim com a
ajuda do colega que está á sua retaguarda.
4) Bloqueio de carta bônus - o jogador que a possuir, antes que o Mestre Nuclear leia a
pergunta, deverá ativá-la, anunciando a todos que durante aquela rodada nenhuma
outra carta bônus poderá ser utilizada por nenhum dos jogadores.
5) Cartas bomba - ao responder corretamente a pergunta referente à casa atingida por
um neutrino, o jogador poderá redirecionar esta carta a um dos outros dois jogado-
res. Caso a carta Bloqueio de cartas bônus esteja acionada esta carta não terá efeito.
6) Neutralizar - o jogador que a possuir poderá neutralizar um ataque de Carta Bomba.
Acionando-a ao ser ameaçado.
Carta Bomba
1) Passou a vez - quando esta carta é ativada o jogador passa a vez na próxima rodada.
2) Cartas aprisionadas - quando esta carta é ativada o jogador terá suas cartas bônus
aprisionadas por uma rodada.
3) Volte uma casa - quando esta carta é ativada o jogador o jogador deverá retroceder
em uma casa, sem direito a nenhuma vantagem da casa se houver.
MESTRE NUCLEAR (PRODUTO EDUCACIONAL - JOGO DE TABULEIRO SOBRE FÍSICA NUCLEAR)
Mestrado Profissional em Ensino de Física
MNPEF / UFT - ARGUAÍNA - TOCANTINS
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COMPOSIÇÃO DO PRODUTO
I. FOLHETOS PARA RODA DE LEITURA (7 folhetos).
1. História da Física Nuclear.
2. Evolução dos Modelos Atômicos.
3. As Partículas Nucleares.
4. Notação e Terminologia.
5. O Átomo e a Energia Nuclear.
6. Erros e Acidentes da Física Nuclear.
7. Algumas Aplicações da Física Nuclear.
II. JOGO DE TABULEIRO SOBRE FÍSICA NUCLEAR. (1 tabuleiro , 168 cartas e ficha de instru-
ções).
1. Tabuleiro para três jogadores e um mestre da mesa (Mestre Nuclear).
2. Cartas perguntas - 120 cartas.
3. Cartas bônus - 36 cartas.
3.1. Avançar uma casa - 12 cartas.
3.2. Eu Respondo - 3 cartas.
3.3. Ajuda - 6 cartas.
3.4. Carta Bomba - 6 cartas.
3.5. Bloqueio de Carta Bomba - 6 cartas.
3.6. Neutralizar - 3 cartas.
4. Cartas Bombas - 12 cartas.
4.1. Passou a Vez - 6 cartas.
4.2. Cartas Aprisionadas - 3 cartas.
4.3. Volte 1 casa - 3 cartas.
5. Instruções do jogo MESTRE NUCLEAR - 3 páginas.
HISTÓRIA DA FÍSICA
NUCLEAR.
Diante da descoberta da existência dessa
força, muitas questões surgiram, por exemplo: Co-
mo utilizar tal força?
Os trabalhos de Enrico Fermi e seus cola-
boradores no então chamado Projeto Manhattan,
abriram o leque de aplicações para o uso da ener-
gia liberada pelo núcleo atômico. Eles conseguiram
controlar as reações nucleares, permitindo assim
suas aplicações.
A história da energia nuclear no Brasil inici-
ou-se na década de 1930, com a consolidação do
alto nível do padrão de pesquisa na recém-criada
Universidade de São Paulo. Em 1935 foi criado o
O Brasil conse-
gue, em meio ao cenário mundial, avançar nas pes-
quisas e utilização da energia nuclear para áreas
distintas como: indústria, ciência, medicina, agri-
cultura e na geração de energia elétrica a partir
das termonucleares - Angra I e Angra II. E em ja-
neiro de 2015 teve início a montagem eletromecâ-
nica da usina de Angra III.
A falta de conhecimento ou descuido das
empresas e pessoas responsáveis pela distribui-
ção, armazenamento e descarte correto dos equi-
pamentos que funcionam a partir de radioisótopos,
causaram transtornos como no caso do México,
que foi abalado no ano de 1983 com o acidente
com Cobalto - 60 e, no ano de 1987 os brasileiros
conheceram as consequências de um acidente ra-
dioativo, pois catadores de sucata venderam a um
ferro velho um equipamento que continha o Césio -
137, o fato ocorreu na cidade de Goiânia, estado
de Goiás.
Por falha técnica, humana ou catástrofe
natural, podemos citar algumas das importantes
ocorrências com usinas termonucleares. A Inglater-
ra passou maus momentos com a usina de Winds-
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ν
cale no ano de 1957. Nos EUA também houve uma verda-
deira corrida contra o tempo no caso da usina de Three
Mile Island no ano de 1979. No ano de 1986 toda a Ásia e
Europa, ficaram em alerta máximo pelo fato ocorrido na
usina de Chernobyl . E, no ano de 2011, acompanhamos o
caso da usina de Fukushima, Japão.
Na década de 50 do século passado, o mundo co-
nheceu uma nova forma de fazer guerra - insana e devas-
tadora. Precisamente no ano de 1945 a humanidade teste-
munhou o limite das atrocidades advindas do mau uso do
conhecimento sobre a recém descoberta Física Nuclear. O
mundo estava em guerra, era a Segunda Guerra Mundial e,
os Estados Unidos da América se empenhavam em encer-
rar as batalhas que consumiam vidas e dinheiro. Como for-
ma de pressionar o governo japonês, os EUA lançaram
duas bombas atômicas sobre duas cidades japonesas -
Hiroshima e Nagasaki, conseguindo assim a rendição.
No ano de 1950, o futuro da energia nuclear parece
promissor com o lançamento do programa ÁTOMO PARA
A PAZ, que tinha sentido contrário ao programa de de-
senvolvimento da bomba atômica.
Desde então a Física Nuclear tem sido
largamente estudada para utilização pacífica e
em prol da humanidade.
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D esde a antiguidade, num
tempo dominado pelas questões filosóficas, a cons-
tituição da matéria já era ponto de indagação. De-
mócrito, filósofo grego que viveu no século V a.C.,
acreditava que a matéria era constituída de infinitos
entes minúsculos, incriáveis e indestrutíveis – os
átomos.
No final do século XVIII e início do século
XIX, foram descobertas duas quantidades funda-
mentais para os átomos – o peso atômico e o nú-
mero atômico, que estruturaram as bases da mo-
derna teoria atômica. John Dalton através de sua
teoria atômica (átomo esférico, maciço, indivisível e
indestrutível), conseguiu unificar as leis das
combinações químicas. No início do século XIX ele
propôs o conceito de peso atômico.
Com o advento da física atômica, tornou-se
necessário ir mais além, e certamente a física que
A HISTÓRIA DA FÍSICA NUCLEAR.
estuda o núcleo do átomo - A Física Nuclear, teve início
com os experimentos de Rutherford em 1911. Confirma-
dos em 1913 por Geiger e Marsden, a partir do espalha-
mento coulombiano de partículas α sobre finas folhas de
ouro. Foi Rutherford quem propôs a existência de um
núcleo maciço para o átomo e uma grande região vazia,
a eletrosfera – nasce aí o modelo do átomo nuclear.
A Física Nuclear é a parte da Física que estuda os
fenômenos relacionados com os núcleos atômicos.
Como parte da Física contemporânea, ela abrange
um grande campo de aplicações para a Física Quân-
tica (tenta explicar aquilo que a Física Clássica -
Newtoniana, não explica).
O aperfeiçoamento de Rutherford para o modelo
atômico veio dar uma nova visão no entendimento sobre
o átomo e sua estrutura. Naquele período ainda domina-
va o modelo do átomo de J. J. Thomson, segundo o qual
os prótons e nêutrons, misturados, ocupariam um único
volume com as dimensões do próprio átomo. Esse mo-
delo ficou conhecido como pudim de ameixas.
Em 1896 Antoine Henri Bequerel, começou a
estudar as emissões espontâneas do sal de Urânio. Em
1897, Marie Curie iniciou os estudos sobre as emissões
de Bequerel a partir do Urânio e do Tório e, em 1898 ela
passou a estudar um minério conhecido como pechblen-
da, do qual isolou o elemento Rádio.
Rutherford percebeu que a radiação emanada
pelas substâncias radioativas era constituída por pelo
menos dois tipos de radiação: um deles com relati-
vo poder de penetração e outro facilmente absorvi-
do. Viu também que ambas as radiações eram des-
viadas por campos magnéticos.
Na mesma época de Rutherford, Paul Vil-
lard descobre um terceiro tipo de radiação, com
poder de penetração bem superior às duas anterio-
res e que não era influenciada por campo magnéti-
co.
As radiações de Rutherford são hoje co-
nhecidas como: radiação alfa (α) e radiação beta
(β), e, a de Paul Villard: radiação gama (γ).
Acreditava-se também que o núcleo do
átomo era formado por um único tipo de partícula –
o próton, descoberto por Rutherford em 1919..
Foi em 1932 que essa ideia foi mudada, quando J.
Chadwick descobriu que no núcleo do átomo
existia outra partícula – o nêutron.
Sabemos hoje que o núcleo atômico é
constituído por prótons (com carga positiva) e nêu-
trons (que não possui carga) e que, há uma ten-
dência no núcleo atômico de que os prótons sofram
grande força de repulsão entre si – força coulom-
biana, devido à sua carga positiva. Dessa for-
ma, para que as partículas permaneçam juntas no
núcleo é necessária a existência de uma força de
intensidade extremamente elevada para contraba-
lançar a força de repulsão eletrostática, essa força
foi chamada de força nuclear forte ou força forte.
PARTENON
PIXABAY.COM
EVOLUÇÃO DOS
MODELOS ATÔMICOS.
Foi no ano de 1911, que Rutherford propôs
uma nova teoria para o espalhamento de partículas
α pela matéria, supondo que a carga positiva não
estaria distribuída uniformemente em toda regi-
ão do átomo, e sim em um pequeno ponto de seu
cento – no núcleo do átomo, estando a carga
negativa distribuída numa esfera de raio compa-
rável à do raio atômico.
A teoria nuclear do espalhamento de
partículas α de Rutherford foi testada
ponto a ponto em 1913 por Geiger e
Marsden.
A dependência do espalhamento:
Com o ângulo de espalhamento;
Com a espessura do material;
Com a energia ou velocidade das partículas;
Com a carga nuclear.
Franco e desinibidos, pisando calos
sem ver a quem, Ernest Rutherford irrompeu
no cenário da física na virada do século XX e
se manteve no centro do palco por 30 anos.
Seu trabalho marca o início da era da Física
Nuclear (BRENNAN, 2003).
Em 1913, Neils Bohr propôs melhorias
para o modelo atômico de Rutherford, na tentativa
de explicar a misteriosa anomalia dos elétrons. Su-
gerindo os elétrons estão distribuídos em níveis de
energia e que, quando o elétron se move de um
nível de energia para outro, eles desprendem ou
absorvem energia na forma de pacotes de radia-
ção – os fótons.
Atualmente o modelo atômico de Rutherford
-Bohr é utilizado na escola primária e secundária.
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EM ENSINO DE FÍSICA.
ν
Bibliografia.
BEN-DOV, Y. – Convite à Física. Tradução; Ma-
ria Luiza X. de A. Borges; revisão técnica, Henrique Lins de
Barros. Rio de Janeiro: Jorge Zahar. Ed., 1996.
BRENNAN, R. – Gigantes da Física: uma história
da física moderna através de oito biografias. Tradução;
Maria Luiza X. de A. Borges; revisão técnica, Hélio da Mot-
ta Filho e Henrique Lins de Barros. – Ed. Rev. – Rio de Ja-
neiro: Jorge Zahar. Ed., 2003.
EDGAR DUARTE DA SILVA
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constituição da matéria é um dos
grandes mistérios do universo, e foram os gre-
gos os que primeiro se preocuparam com isso. A
primeira menção que temos vem de Demócrito, filó-
sofo que viveu cinco séculos antes de Cristo. Ele
acreditava que o universo era constituído de um va-
zio no qual pequenas entidades minúsculas, indivi-
síveis e indestrutíveis se moviam incessante-
mente.
Acreditava ainda que esses entes, eram do-
tados de e forma geométrica diferentes.
Segundo o significado da palavra, átomo
quer dizer “ser indivisível” (a = não e tomos =
parte, ou seja não se pode partir).
Para Parmênedes, o mundo que ora en-
xergamos e conhecemos não é o mundo real.
Não conseguimos ver o mundo como ele é, em sua
constituição, em sua essência, o que percebemos é
um mundo de corpos capazes de sofrer mudança,
sujeitos a serem criados e destruídos.
Só existem átomos eternos. A mudan-
ça não reside nem neles mesmos, nem em
suas propriedades, nem em seu número, mas
unicamente em seus movimentos e em suas
uniões, isto é, nas relações que eles mantêm
entre si e com o espaço (Ben-Dov, 1996).
EVOLUÇÃO DOS MODELOS ATÔMICOS.
A existência de forma geométrica para os áto-
mos, foi defendida por . Já Aristóteles acreditava no
contínuum material que preenchia todo o vazio do es-
paço e, negava a existência dos átomos, assim como Des-
cartes negava a existência do átomo e do vazio.
Epicuro de Samos, afirmava no século IV a. C.
que a alma humana, como todos os demais objetos,
é formada de átomos que acabam por se separar
(Ben – Dov, 1996).
Em 1803, propôs a teoria da associa-
ção dos elementos químicos, segundo múltiplos inteiros de
seus pesos elementares. Ele acreditava nos átomos como
esferas maciças, indivisíveis e indestrutíveis. Estando em
suas diferentes combinações a diversidade das substân-
cias químicas.
Para Dalton a matéria era descontínua, havendo espaços
vazios entre os átomos que a constituía.
Fundamentos da teoria atômica de Dalton.
Para um mesmo elemento, todos os átomos são idênti-
cos entre si;
Para elementos diferentes, os átomos tem massas
diferentes;
A combinação específica de átomos de elementos dife-
rentes formam um composto químico;
Os átomos não podem ser destruídos nem criados du-
rante uma reação química, apenas sofrem rearranjos
que originam novos compostos e substâncias.
Apesar da simplicidade de suas hipóteses, as
aplicações no campo da química, que crescia
assustadoramente, começam a ficar comprometidas
devido às novas descobertas que não podiam ser
explicadas por suas teorias.
Em 1897, Thomson defende a ideia de que
os raios catódicos constituem–se de partículas car-
regadas negativamente – os elétrons. Em suas
experiências ele demonstrou que esses raios se mo-
viam com velocidades da ordem de 0,1 vez a veloci-
dade da luz.
A razão energia/massa para essas partículas
que constituíam os raios catódicos era cerca
de 1800 vezes maior que a do íon H+. Confir-
mando assim que a massa do elétron é cerca
de 1800 vezes menor que a massa do próton
H +.
A partir de então o elétron passa a ser consi-
derado uma partícula fundamental que constitui o
átomo.
O modelo atômico de Thomson, consistia de
um átomo formado de uma massa positivas com
cargas negativas espalhadas em si, conhecido
como pudim de passas ou pudim de ameixas.
Logo veio o conceito do átomo nuclear, em
particular pela falha do modelo de Thomson em ex-
plicar o espalhamento de partículas alfa – α, sujeitas
a força eletrostática atrativas e repulsivas.
AS PARTÍCULAS
NUCLEARES.
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Considerando que o núcleo composto por
núcleons e o raio nuclear em fermi, temos que a den-
sidade média do átomo é de:
ρ ≈ 0,153 núcleons/fm3
Um fermi ou fentômetro equivale a:
1.10-15
metros
1 fm = 0,000 000 000 000 001 m
Cada espécie química é caracterizada pelo
número de nêutrons (N) e de prótons (P) contidos no
seu núcleo, o que constitui a conhecida massa atômi-
ca (A).
A = P + N
Vejamos os exemplos a seguir.
Elemento Símbolo P N A = P + N
Hidrogênio H 1 0 1
Carbono C 6 6 12
Ferro Fe 26 30 56
Iodo I 53 74 127
Urânio U 92 146 238
Bibliografia.
CANTO, E. L. – Química na abordagem do cotidiano.
Vol 2. 2 ed. São Paulo. Editora Saraiva, 2016.
O núcleo atômico é constituído por
duas partículas fundamentais, o próton – de carga
elétrica positiva e, o nêutron – eletricamente neutro.
PROTONS (+1) NÊUTRONS (0)
Pela presença dessas partículas no núcleo,
confirma-se a existência da energia de ligação dos
núcleos. Os prótons e os nêutrons são chama-
dos de bárions e se interagem através da força nu-
clear forte, também conhecida como foça bariô-
nica.
As massas do próton e do nêutron são
aproximadamente iguais, contado com uma diferen-
ça de apenas 1,2933 MeV, ou seja, 0,1% de massa
a favor do nêutron.
Além da carga elétrica do próton e nêutron,
podemos diferenciá-los também pela projeção de
seu isoispin. Esse número quântico (valor utilizado
para caracterizá-lo), no caso dos núcleons, é defini-
do como sendo I = ½, possuindo as seguintes
projeções:
Próton I = +½ Nêutron I = -½
Nucleons – termo genérico utilizado para designar
prótons e nêutrons.
A forma utilizada para se estudar a estrutura
do núcleo depende da faixa de energia utilizada
em sua interação com outras partículas de mesma
dimensão ou menores.
I) Para estudos com energia na or-
dem de elétron-volts descrevemos o núcleo ba-
seado em prótons e nêutrons.
II) Para estudos com energia na or-
AS PARTÍCULAS NUCLEARES.
dem de 100 vezes maior, recorremos aos mésons.
III) Para estudos com energia na ordem 1000
ou mais vezes, recorremos a uma estrutura mais fun-
damental como a dos quarks.
A maneira de se estudar a estrutura do núcleo é
através do experimento de espalhamento, como utilizado
por Rutherford, no qual um feixe de partículas com energia
conhecida incide sobre um alvo conhecido, daí é só medir
a razão entre o número de partículas espalhadas por uni-
dade de tempo em uma dada direção e o fluxo de partícu-
las incidentes, o que é chamado de secção de choque.
A densidade de um objeto pode ser dada
pela razão entre a sua massa e o seu volume.
A densidade média do planeta Terra, por
exemplo, é de apenas 5 g/cm3.
A densidade do núcleo atômico é da ordem
de 1014
g/cm3.
1.1014
g/cm3 = 100.000.000.000.000 g/cm
3
Can
to, 2
016
De acordo com a figura, podemos perceber que fora utilizada um emissor de partículas alfas, fa-
zendo-as passar por uma abertura que direcionava o feixe rumo a uma fina folha de ouro. Ao chocar-se
com a folha de ouro, as partículas alfas seguiam trajetórias diversas e atingiam uma tela fluorescente,
deixando assim o registro do desvio das partículas. Considerando que parte das partículas sofriam desvi-
os e parte passavam em linha reta, Rutherford propôs a existência de um núcleo denso para o átomo e
uma grande região vazia a qual é conhecida como eletrosfera.
NOTAÇÃO E
TERMINOLOGIA
Os elementos estão localizados na tabela
periódica em ordem crescente de número atômi-
co. Ela possui 18 famílias (verticais) nas quais os
elementos se agrupam pela semelhança nas pro-
priedades e, 7 períodos (horizontais) que corres-
pondem às camadas eletrônicas que o átomo
possui.
Podemos observar os novos elementos
incorporados à tabela, completando assim os
elementos do sétimo período e, chegando ao
total de 118 elementos conhecidos e cataloga-
dos.
Vejamos os seis últimos elementos.
113 - Nh - nihônio
114 - Fl - fleróvio
115 - Mc - moscóvio
116 - Lv - livermório
117 - Ts - tenessino
118 - Og - oganessônio
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O número de prótons (P) é uma das prin-
cipais características nucleares, pois por ele diferen-
ciamos um átomo do outro.
Definindo o número de prótons (P) como o
número atômico (Z), temos que P = Z.
Assim:
Hidrogênio - possui 1 próton, logo Z = 1.
Ouro - possui 79 prótons, logo Z = 79.
Se por algum motivo o número de prótons
do núcleo atômico for alterado, teremos então um
novo elemento químico.
A massa do próton e do nêutron são bem
próximas e da ordem de 10 - 24
g, o que também
pode ser representado em equivalente de energia
de repouso ( E ).
P —> E = 939,566 MeV.
N —> E = 938,272 MeV.
As massa dos prótons e nêutrons, podem
ser representada também em unidade de massa
atômica – u.m.a ou u.
1 u = 931,494 MeV.
1 MeV = 109 eV = 1.000.000.000 eV
O raio nuclear hoje é uma grandeza bem
conhecida, com valores que variam de 2x10 - 13
cm e 6x10 - 13
cm.
1x10 - 13
cm = 1 (fm) fermi
O raio nuclear pode ser expresso em fun-
ção do número de partículas que o constitui e do
NOTAÇÃO E TERMINOLOGIA.
raio médio ocupado por cada núcleon (r0).
R = r0 x A1/3
R = raio nuclear
A = número de massa
r0 = raio médio do volume esférico ocupado por
cada nucleon dentro do núcleo - r0 = (1,28 ± 0,05) x 10-13.
Os átomos de uma espécie química são caracte-
rizados pelo seu número atômico, ainda que não pos-
suam a mesma massa atômica. Nessas condições
eles são chamados de isótopos.
Isótopo – provém do grego, com significado de
ocupar o mesmo lugar na Tabela Periódica dos
Elementos Químicos.
São classificados em radioisótopos e isótopos
estáveis, dependendo de sua atividade radioativa.
O deutério é conhecido como hidrogênio pesado.
O trítio é um radioisótopo de hidrogênio que emi-
te partícula beta e possui meia-vida física de 12,26
anos.
“Meia-vida, é o período necessário para que a
atividade radioativa de uma amostra se reduza á meta.”
Até o final do século XVIII, apenas 33 elementos
químicos tinham sido descobertos. Em função do cres-
cente número de elementos descobertos no século XIX
cresce também a necessidade de se agrupá-los segun-
do suas propriedades.
Em 1817, o alemão Johann Wolfgang Dӧbereiner,
tentou estabelecer uma correlação entre a massa e as
propriedades de alguns elementos, colocando-os em or-
dem crescente de massa atômica. Ao conjunto formado
por três elementos com propriedades semelhan-
tes ele chamou de tríade.
Li - Na - K Cl - Br - I
Em 1862, o geólogo e mineralogista fran-
cês Alexandre de Chancourtois, organizou os ele-
mentos em ordem crescente de massa atômica
em um espiral. Esse modelo de organização
ficou conhecido como parafuso telúrico, onde cada
volta difere em 16 unidades.
Em 1863, o químico inglês John Alexander
Reina Newlands reuniu 56 elementos em 11
grupos. Ele notou propriedades similares em
pares de elementos que diferiam em oito unidade.
Suas ideias não foram bem aceitas devido ao
grande número de exceções à regra e por estar
baseada com intervalos de escala musical.
Em 1869, o químico russo Dmitri Mendeleiev
começou a buscar um padrão de propriedades para
agrupar os elementos químicos. Ele percebeu que
tomando como padrão o peso atômico, as proprie-
dade se repetiam em intervalos periódicos.
Mendeleiev conseguiu classificar os 63
elementos conhecidos e previu a existência de
elementos ainda não identificados, deixando seus
lugares em sua tabela. Tais elementos já tinham
suas propriedades previstas.
Em 1913, o cientista britânico Henry Mose-
ley, concluiu que o número de prótons no nú-
cleo do átomo (Z) era sempre um critério para
organização dos elementos.
A tabela periódica dos elementos químicos
que temos hoje, nada mais é do que a tabela de
Mendeleiev aperfeiçoada por Moseley.
O ÁTOMO E A
ENERGIA NUCLEAR.
de absorver os nêutrons. O Boro, na forma de áci-
do bórico ou de metal e o Cádmio, em barras
metálicas, são exemplos de elementos com tal
propriedade. Ao absorverem nêutrons resultantes
da reação de fissão, há a formação de isótopos
desses elementos.
“Num laboratório em Chicago, Es-
tados Unidos, o físico italiano Enrico Fer-
mi descobriu como liberar a energia ar-
mazenada nos núcleos dos átomos, atra-
vés da reação de fissão nuclear em ca-
deia, bombardeando, com nêutrons velo-
zes, uma amostra contendo urânio-235
(HELENE, 1996).”
“O reator era abastecido com urânio
natural embebido em blocos de grafite, ten-
do a fissão ocorrido no isótopo do urânio-
235. A partir daí, viabilizou-se a construção
das letais bombas atômicas, lançadas contra
Hiroshima e Nagasaki, em agosto de 1945,
com as terríveis consequências que temos
pleno conhecimento (JUNIOR, 2009).”
Fusão nuclear é a reação de união entre
dois núcleos atômicos, na qual podemos verifi-
car que o núcleo formando (mf) terá uma massa
inferior à massa da soma dos núcleos originais
(mi). Δm = Σm i – m f
Como proposto por Einstein, podemos en-
tão calcular a energia de ligação do núcleo.
ΔE = Δm.c 2
Para a fusão de núcleos, a energia libe-
rada corresponde à energia de ligação.
Para que ocorra a reação de fusão, são
necessárias pressões elevadas e temperatura por
volta de 20 milhões de Kelvins. Isso torna, por
enquanto, inviável a construção de usinas de fusão
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EM ENSINO DE FÍSICA.
ν
nuclear. O custo se torna maior que o benefício. Em contra-
partida temos menores problemas com o produtos da fusão
nuclear do que os da fissão nuclear, o que motiva o
grande empenho de cientistas e governos na busca de so-
luções que possibilitem a utilização dessa tecnologia em
reatores para geração de energia elétrica.
“A primeira bomba de hidrogênio, chama-
da “Mike”, foi detonada no oceano Pacífico em
1952. Estima-se que uma bomba de hidrogênio
tenha poder de destruição 700 vezes maior que a
bomba detonada em Hiroshima (LISBOA, 2010).”
Bibliografia.
CARDOSO, E. de M. - A energia nuclear. 3. ed. - Rio de
Janeiro: CNEN, 2012.
HELENE, M. E. M. – A radioatividade e o lixo nuclear.
São Paulo: Scipione, 1996.
JUNIOR, R. J. – Os fundamentos da física – Francisco
Ramalho Junior, Nicolau Gilberto Ferraro, Paulo Antônio de Toledo
Soares. – 10. Ed. – São Paulo: Moderna, 2009.
LISBOA, J. C. F. (organizador) – Química 2º ano – Cole-
ção ser protagonista. 1ª edição – editora SM, São Paulo, 2010.
OKUNO, E. – Radiações: efeitos, riscos e benefícios.
São Paulo: HARBRA, 2007.
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MESTRADO PROFISSIONAL NO ENSINO DE FÍSICA
CÂMPUS DE ARAGUAÍNA
www.uft.edu.br/mnpef | [email protected]
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Urânio– 238 —> Tório-234 —> Protractínio-234 —> Urânio-234 —> Tório-230 —> Rádio-226 —> Radônio-222 —> [...] —> Polônio-210 —> Chumbo-206.
E stamos constantemente submetidos a
exposição externa, da qual a metade se deve à radi-
ação cósmica e a outra metade, a radionuclídeos
naturais.
Os núcleos atômicos instáveis (isótopos
que emitem radiação espontânea) sofrem um pro-
cesso de perda de energia que os leva à estabilida-
de. Esse processo é conhecido como transmutação,
desintegração ou decaimento radioativo.
A cada decaimento, seja uma emissão alfa,
emissão beta ou emissão gama, o núcleo atômico
que se origina é mais estável que o anterior. A essa
sequência de núcleos denominamos série radioati-
va.
Existem três séries radioativas naturais. A
do Urânio, a do Actínio e a do Tório.
Veja a série do Urânio-238 no rodapé da página.
A cada emissão de radiação, o número de
prótons no núcleo atômico é alterado, pois o ele-
mento se transforma em outro de comportamento
diferente.
A taxa de transformações é denominada
atividade da amostra.
A atividade de uma amostra radioativa é
o número de desintegrações nucleares de seus
átomos, na unidade de tempo. A unidade de ati-
vidade no SI é o Becquerel - Bq. O Bq foi intro-
duzido em substituição à unidade anterior, o Cu-
rie, - Ci, que foi definido como sendo a atividade
de 1 g de rádio: 1 Ci = 3,7.1010
desintegrações
por segundo (OKUNO, 2007).
O ÁTOMO E A ENERGIA NUCLEAR.
Uma das formas de estabilização de um núcleo
instável, é a emissão de uma partícula alfa.
Partícula alfa – constituída de um núcleo com dois
prótons e dois nêutrons e de sua energia associada.
Uma partícula alfa equivale a um núcleo do ele-
mento hélio (Z = 2 e A = 4).
As partículas alfa tem um pequeno poder de pene-
tração, sendo barradas por uma simples folha de papel,
podendo apenas atingir a pele humana. Entre as radiações
ionizantes é a que tem maior massa e possui carga +2.
Outra forma de estabilização do núcleo atômico
instável, é através da emissão de uma partícula beta nega-
tiva ou, apenas beta. Consiste em um elétron de carga -1,
originado da conversão de um nêutron em um próton.
Pode também ocorrer a emissão de uma partícula
beta positiva ou, apenas pósitron. Esta partícula é idên-
tica ao elétron, salvo o sinal da carga elétrica que no
caso é positivo.
O pósitron é resultado da conversão de um próton em
nêutron.
Mesmo com poder de penetração maior que as
radiações alfa e beta, a radiação gama tem baixo poder de
ionização.
Um núcleo instável logo após a emissão de radia-
ção alfa (α) ou beta (β), continua com excesso de energia,
emitindo-o na forma de radiação de natureza eletro-
magnética, como a luz, sem carga elétrica, mas com ener-
gia muito maior - radiação gama.
As ondas eletromagnéticas são constituídas de
campos elétricos e magnéticos perpendiculares entre
si, que se propagam no vácuo com velocidade igual à
da luz – 300.000 km/s. Diferindo entre si pela sua
frequencia (f) e pelo seu comprimento de onda (λ).
A energia de uma onda eletromag-
nética é quantizada, isto é, ela só pode as-
sumir valores discretos. Na interação da
radiação eletromagnética com a matéria, a
absorção e a emissão de energia só ocor-
rem em quantidades discretas de energia
denominadas quanta ou fótons. A energia E
de um fóton é dada por: E = hf, onde h é
uma constante universal chamada constan-
te de Planck e vale 4,14.10-15
eV.s e f é a
frequência da onda eletromagnética
(OKUNO, 2007).
Podemos entender como fissão nuclear o
processo de divisão de um núcleo pesado em
dois ou mais núcleos menores. Essa divisão
ocorre quando o núcleo pai é atingido por um nêu-
tron.
Na reação de fissão nuclear, temos como
resultado: núcleos menores e dois ou três nêutrons.
Caso os nêutrons liberados atinjam outros núcleos, a
reação tem sequência até que não haja mais núcleo
para ser quebrado. A essas reações sucessivas, dá-
se o nome de reação em cadeia.
“A forma de controlar a reação em
cadeia consiste na eliminação do agente
causador da fissão: o nêutron. Não haven-
do nêutron não há reação de fissão em ca-
deia (CARDOSO, 2012).”
O controle de nêutrons pode ser feito utili-
zando-se elementos químicos que tem a propriedade
α β β α α α α α
4,5 bilhões de anos 24,6 dias 1,4 minutos 270.000 anos 83.000 anos 1.600 anos 3,8 dias 140 dias
ERROS E ACIDENTES
NO USO
DA FÍSICA NUCLEAR.
Windscale.
F oi em 1957, ao se tomar a medida dos
níveis de radiação, que foram detectadas anormali-
dades no reator militar nº 1 de Windscale. A con-
centração de radionuclídeos estava 10 vezes maior
que o normal. Houve a liberação para atmosfera de
cerca de 32.000 Ci de atividades. Os radionuclí-
deos liberados: Iodo ( I - 131) e Telúrio (Te -
131).
Three Miles Island.
E m 1979, o núcleo do reator número 2
da Central Nuclear de Three Mile Island derreteu
após o vazamento de água e vapor do circuito pri-
mário. A água e o vapor ficaram retidos no vaso de
contenção. Apesar do alarme, pouca radiação foi
liberada para a atmosfera, cerca de 120 Ci.
Chernobyl.
N o ano de 1986, o reator nuclear a bai-
xa potência da usina de Chernobyl entrou em co-
lapso logo após um superaquecimento. Testes
eram realizados sem que o sistema de segurança
estivesse funcionando, o sistema de refrigeração
não foi suficiente para manter a refrigeração dos
elementos combustíveis.
A água do sistema de refrigeração, na for-
ma de vapor vazou para o núcleo do reator, entran-
do em contato com o combustível superaquecido.
Houve a decomposição das moléculas de água
liberando hidrogênio. Devido a interação do hidro-
gênio em alta temperatura com o gás oxigênio, se-
guiu-se uma grande explosão liberando imensa
quantidade de poeira radioativa para a atmosfera.
Como se não bastasse, um grande incêndio se ini-
ciou devido ao grafite superaquecido que entra em
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EM ENSINO DE FÍSICA.
ν
combustão espontânea, contribuindo para emissão de ma-
terial radioativo para a atmosfera.
“No acidente do reator número 4 da cen-
tral nuclear de Chernobyl foram liberados na
atmosfera radionuclídeos com mais de 43 mi-
lhões de curies de atividade, contaminando qua-
se toda a Europa. (OKUNO, 2007).”
Fukushima.
N o ano de 2011, a costa japonesa foi atingi-
da por uma sequência de ondas de grande proporção -
tsunami, que foram formadas por causa de um abalo
sísmico ocorrido a cerca de 30 Km abaixo da calha oceâni-
ca. A região na qual está localizada a usina de Fukushima
foi a que sofreu maior impacto devido aos estragos causa-
dos em suas instalações, tanto pelo terremoto quanto pe-
las ondas.
Os danos causados pelos tsunami, acarretaram
falha no sistema de refrigeração dos reatores, o que cau-
sou fusão parcial dos núcleos. Grande quantidade de mate-
rial radioativo foi exposto ao ambiente.
Bibliografia.
NAKAGAWA, C. I. - Hiroshima: a catástrofe atômica e suas
testemunhas. 2014. Dissertação (mestrado). Mestrado em Psicologia
do Desenvolvimento Humano, Universidade de São Paulo.
OKUNO, E. – Radiações: efeitos, riscos e benefícios. São
Paulo: HARBRA, 2007.
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Hiroshima e Nagasaki.
“A bomba de Urânio-235 recebeu o nome
de “Little Boy” (pequeno garoto) e a bomba de
Plutônio-239, recebeu o nome de “Fat
Man” (homem gordo).”
No dia 5 de agosto de 1945, a Little Boy em-
barcou no avião B - 29 batizado de Enola Gay, que
decolou da base de Tinan.
“O esquadrão que voaria para Hiroshi-
ma, arriscando suas vidas em nome dos Esta-
dos Unidos, de Deus e da Paz, compartilha-
vam a mesma crença dos japoneses que mor-
reram e mataram durante a mesma guerra em
nome de seu imperador, personificação de
seu deus e de seu país. [...] O autoritarismo
imposto àqueles que cumpriam ordens com
excelência se dava por meio da ideologia de
que lutavam por algo divino contra o mal e a
favor da paz (NAKAGAWA, 2014).”
No dia 6 de agosto de 1945, às 8:15 h, o Eno-
la Gay deixa cair sobre a cidade de Hiroshima a
bomba de Urânio-235, com cerca de 15 kilotons.
Ela caiu por cerca de 43 segundos e explodiu nos
ares a cerca de 600 metros de altura do solo, potenci-
alizando sua força destrutiva.
A explosão gerou uma grande bola de fogo,
um mini sol, emitindo uma luz intensa, muito calor
(cerca de 3.500°C no epicentro) e uma forte onda de
choque. O rastro de destruição se alastra por qui-
lômetros, sendo destruição e incineração total num
raio de 2 km do epicentro da explosão, vitimando
cerca de 80.000 mil vidas.
Em 9 de agosto de 1945, a bomba de plutônio
ALGUNS ERROS E ACIDENTES NO USO DA ENERGIA NUCLEAR.
-239 com cerca de 20 kilotons, é lançada sobre a cidade de
Nagasaki, escolhida pelas condições climáticas favorá-
veis. Semelhantemente à bomba de Urânio-235, foram viti-
madas cerca de 70.000 vidas.
1 kiloton = 1.000 toneladas de dinamite.
Milhares de pessoas morreram instantaneamente,
outros milhares nas primeiras horas e ainda milhares no
tempo futuro, vítimas dos efeitos da radiação sobre o
organismo.
A vitória americana e a rendição japonesa marca-
ram um nova era para a humanidade em termos de paz e
guerra.
México - Cobalto-60.
Em 1983 uma fonte contendo 6.010 micrométricas
pastilha de cobalto-60 proveniente de um aparelho de
radioterapia, foi levada para um ferro-velho onde foi des-
montado e separadas as suas partes. As sucatas foram
levadas para duas fundições no México e um nos EUA,
para serem transformadas em barras de aço. O material
produzido e comercializado foi rastreado e recolhido. A ati-
vidade dessa fonte era de 450 Ci.
Goiânia - Césio - 137.
No dia 1º de outubro de 1987, os brasilei-
ros tomaram conhecimento de um acidente radi-
oativo ocorrido na cidade de Goiânia, Estado de
Goiás, através dos jornais. Um aparelho de radi-
oterapia em desuso tinha sido levado no dia 13
de setembro por dois catadores de papel de um
prédio abandonado e, 6 dias depois, vendido a
um ferro-velho. O acidente não teria sido tão trá-
gico se a fonte de Césio - 137, um cilindro
metálico de 3,6 cm de diâmetro por 3,0 cm
de altura, contida no aparelho, não tivesse
sido violada. No interior do cilindro havia
pó de cloreto de césio empastilhado junta-
mente com um aglutinante e a atividade da
fonte, na época da violação, era de 1.375
curies.
[...] Uma luz azulada, proveniente do
misterioso pó contido na fonte, encantou as
pessoas que a violaram. O dono do ferro-
velho distribuiu um pouco desse pó que
parecia purpurina a parentes e amigos, dan-
do início à contaminação pelo césio–137 de
aproximadamente 250 pessoas e uma deze-
na de localidades. [...]
No dia 29 de setembro, às 15 horas,
a Comissão Nacional de Energia Nuclear
(CNEN) foi avisada do acidente, logo após
a confirmação da suspeita. O diretor do
Departamento de Instalações Nucleares da
CNEN chegou à Goiânia na madrugada do
dia 30, juntamente com mais dois técnicos
da CNEN, acionando, a partir de então, um
plano de emergência. No dia 1º de outu-
bro, seis pacientes foram enviados ao
Hospital Naval Marcílio Dias no Rio e Ja-
neiro, e no dia 3, mais quatro.
A primeira vítima, Maria Gabriela
Ferreira, com 37 anos de idade, [...]. No
mesmo dia, horas mais tarde, foi a vez de
sua sobrinha, Leide das Neves Ferreira,
uma menina e apenas 6 anos, [...] (OKUNO,
2007).”
clear que funcionou satisfatoriamente em
2 de dezembro de 1942, e, em apenas cin-
quenta anos, esse conhecimento em nível
laboratorial transformou-se nos grandes
avanços tecnológicos dos nossos dias
(HELENE, 1996).”
O radioisótopo utilizado em uma usina ter-
monuclear é o urânio-235, enriquecido em 4%. Os
isótopos do urânio encontrados na natureza são:
U - 235 e U - 238
Um dos grandes problemas da utilização
da energia nuclear, são os resíduos produzidos no
processo de fissão nuclear. Ainda que muitos de-
fendam a dificuldade de se armazenar e descartar
o “lixo nuclear”, podemos dizer que se torna neces-
sário desenvolvimento de novas tecnologias para o
reaproveitamento desse “resíduo nuclear”.
No Brasil, o sistema de termonuclear é for-
mado pelo complexo de usinas de Angra. Sendo
que as usinas de Angra I e Angra II, já instaladas e
em funcionamento e, Angra III em processo de ins-
talação eletromecânica. O complexo de Angra é
administrado pelo grupo Furnas – Eletrobrás.
“A primeira usina, Angra I, tem ca-
pacidade de geração de 627 megawatts (1
megawatt = 1 milhão de watts), o suficien-
te para iluminar a cidade do Rio de janei-
ro. O reator de Angra I abriga material ra-
dioativo com atividade de cerca de 1 bi-
lhão de curies (HELENE, 1996).”
“No Brasil, o espaço da energia
nuclear encontra-se na pesquisa científi-
ca, nas aplicações biomédicas, industri-
ais e agrícolas – e na propulsão naval.
Além disso, em 1997 o Brasil aderiu ao
tratado de Não Proliferação de Armas Nu-
cleares, renunciando a qualquer tipo de
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EM ENSINO DE FÍSICA.
ν
atividade relacionada à produção e emprego da
energia nuclear para fins bélicos
(CARVALHO,2012).”
Bibliografia.
CANTO, E. L. – Química na abordagem do cotidiano. Vol 2. 2
ed. São Paulo. Editora Saraiva, 2016.
CARDOSO, E. de M. – A Energia Nuclear. 3. Ed. – Rio de
Janeiro: CNEN, 2012. (Apstila educativa) 52 p.
CARVALHO, J. F. – O espaço da energia nuclear no Brasil.
Revista: Estudos Avançados. 26; 2012.
HELENE, M. E. M. – A radioatividade e o lixo nuclear. São
Paulo: Scipione, 1996.
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Can
to, 2
01
6
Usina Nuclear Angra I, em Angra dos Reis (RJ), 2009
ALGUMAS APLICAÇÕES
DA FÍSICA NUCLEAR.
Medicina.
O s avanços na área da medicina nucle-
ar têm sido significativos, em especial na área de
diagnósticos e terapias com radioisótopos. Ao
serem administrados aos pacientes, os radioisótopos
se depositam em tecidos específicos que são mape-
ados a partir das radiações emitidas.
Após a administração é utilizado um de-
tector para observar se o radioisótopo foi pouco
ou muito absorvido, comparando-se com o pa-
drão normal.
A radioterapia utiliza a radiação no tratamen-
to de tumores, baseando-se na destruição do tumor
pela absorção da energia da radiação. Esse método
tem dado a muitos pacientes melhor qualidade de
vida e até mesmo a cura de tumores malignos.
“A radioterapia teve origem na apli-
cação do elemento rádio pelo casal Curie,
para destruir células cancerosas, e foi inici-
almente conhecida como
“Curieterapia” (CARDOSO, 2012).”
Quando um corpo é irradiado ele não se
torna uma fonte radioativa.
Nota mental: não podemos criar um incrí-
vel Hulk que emana radiação gama...
Ciência.
D atação por Carbono – 14.
“O C–14 resulta da absorção contí-
nua dos Nêutrons dos raios cósmicos pe-
los átomos de nitrogênio nas altas cama-
ALGUMAS APLICAÇÕES DA FÍSICA NUCLEAR.
los átomos de nitrogênio nas altas camadas da
atmosfera. Esse isótopo radioativo do carbono
se combina com o oxigênio, formando o CO2, que
é absorvido pelas plantas (CARDOSO, 2012).”
A técnica de datação por carbono-14 (C-14) é utili-
zada para estimar a idade de fósseis orgânicos.
Meia vida do C - 14 é de 5.600 anos.
Indústria.
P ara a indústria a gamagrafia é um processo de
grande importância pois, consiste na impressão de radia-
ção gama sobre peças metálicas no intuito de detectar fa-
lhas ou fadigas nos lugares de maior esforço e nas soldas.
Na aviação, os pontos mais importantes são
asas e turbinas.
A utilização de radioisótopos pela indústria farma-
cêutica deu origem à produção dos radiofármacos, utiliza-
dos na medicina.
A radiação gama pode também ser utilizada no
processo de esterilização industrial de produtos como: lu-
vas descartáveis, gaze, material cirúrgico e de consumo
em hospitais.
A preservação de alimentos por ionização pelo uso
de radiação, pode evitar a deterioração precoce eliminando
fungos, bactérias e outros microrganismos.
Agricultura.
O metabolismo das plantas pode ser estudado
com a utilização de traçadores radioativos, que podem ser
absorvidos palas raízes e pelas folhas.
O local onde o elemento fica retido pode ser obtido
através de uma “radiografia da planta”.
A análise de comportamento, metabolismo e
hábito alimentar de um inseto pode ser determinado
com o uso de marcadores, que podem ser ingeridos
por eles através da alimentação. Os radioisótopos
ingeridos emitem radiação detectável, permitindo
assim o estudo de interesse. Na eliminação de pra-
gas nas lavouras o uso de traçadores pode revelar o
seu predador natural, permitindo assim um controle
natural e ecologicamente viável.
No caso de formigas, cupins e outros, os tra-
çadores podem revelar o local do ninho.
Energia.
U ma importante aplicação da energia
dos núcleos atômicos é a conversão em energia
elétrica, obtida a partir de nas usinas termonucle-
ares.
“Fermi projetou o primeiro reator nu-
CA
RD
OSO
, 20
12
Qual a força responsável
pela coesão nuclear?
01
a) força magnética.
b) força gravitacional.
c) força forte.
Qual o significado da pala-
vra átomo?
02
a) divisível em partes.
b) indivisível.
c) indestrutível.
A menor porção da maté-
ria pode ser definida co-
mo?
03
a) átomo.
b) moléculas.
c) substâncias.
Quais as partes de um
átomo?
04
a) núcleo e eletrosfera.
b) prótons, nêutrons e elé-
trons.
c) núcleo e elétrons.
As partículas que com-
põem o núcleo atômico
são?
05
a) prótons e nêutrons. b) prótons e elétrons.
c) nêutrons e elétrons.
.
A eletrosfera é a região
do átomo onde orbitam
os:
06
a) prótons.
b) nêutrons.
c) elétrons.
A região onde fica con-
centrada a massa do áto-
mo é o(a):
07
a) núcleo.
b) eletrosfera.
c) próton.
Qual o sinal da carga elé-
trica do elétron?
08
a) negativa.
b) positiva.
c) neutra.
Qual o sinal da carga elé-
trica do próton?
09
a) positiva.
b) negativa.
c) neutra.
Qual o sinal da carga elé-
trica dos nêutrons?
10
a) positiva.
b) negativa.
c) neutra.
A distribuição dos elétrons ao
redor do núcleo atômico é
melhor definida pelo modelo
atômico:
11
a) Dalton.
b) Thomson.
c) Rutherford-bohr.
Comparando a massa do
próton com a massa do
elétron, ela é?
12
a) igual.
b) cerca de 1840 vezes maior.
c) cerca de 1840 vezes menor.
Quem primeiro pensou na
existência do átomo?
13
a) Dalton e Thomson.
b) Rutherford e Bohr.
c) os gregos.
Dá-se o nome de (...) a qual-
quer configuração nuclear,
mesmo que transitória.
14
a) núcleo.
b) nuclídeo.
c) nucléolo.
Para um átomo eletricamente
neutro o número de prótons é
(...) ao de elétrons.
15
a) igual.
b) maior.
c) menor.
Os elementos químicos são
identificadas pelo número de
prótons que há em seu nú-
cleo. Assim chamado de:
16
a) número de massa.
b) número atômico.
c) carga nuclear.
Quais os três isótopos do
átomo de Hidrogênio?
17
a) ítrio – prótio – deutério.
b) hélio – ítrio – hidrogênio. .
c) prótio - deutério - trítio.
A divisão de um núcleo de
átomo pesado em dois nú-
cleos menores, é denomina-
da:
18
a) fusão.
b) fissão.
c) reação em cadeia.
O modelo proposto por
Dalton foi:
19
a) planetário.
b) do pudim de passas.
c) da esfera indivisível .
O modelo atômico conhe-
cido como modelo plane-
tário, foi proposto por:
20
a) J. J. Thomson.
b) John Dalton.
c) Ernest Rutherford.
A radiação emitida na for-
ma de matéria pode ser:
21
a) alfa e gama.
b) beta e gama.
c) alfa e beta.
Um átomo pode emitir
radiação na forma de:
22
a) apenas matéria.
b) matéria e ondas eletromag-
néticas.
c) apenas ondas eletromagné-
ticas.
Radioatividade é o nome
dado à capacidade de cer-
tos núcleos de:
23
a) liberar radiação.
b) absorver radiação.
c) conter radiação.
Quando um núcleo atômico é que-
brado, além dos núcleos menores,
ele libera nêutrons que por sua vez
atingem outros núcleos atômicos
dando sequência à reação. Essa rea-
ção é denominada:
24
a) reação em cadeia.
b) captura de nêutrons.
c) reação simultânea.
A energia liberada por um nú-
cleo atômico na forma de on-
da eletromagnética é?
25
a) alfa.
b) beta.
c) gama.
Uma partícula alfa 4α2,
pode ser chamada de nú-
cleo de:
26
a) hélio.
b) deutério.
c) hidrogênio.
Uma partícula beta é emi-
tida quando um nêutron é
convertido em:
27
a) elétron.
b) próton.
c) pósitron.
Um pósitron é emitido
quando um próton é con-
vertido em:
28
a) elétron.
b) nêutron.
c) pósitron.
Quando uma partícula ou radia-
ção eletromagnética interage
com a matéria e arranca elétrons
dos átomos ou de moléculas, as
denominamos:
29
a) radiação ionizante.
b) radiação cósmica.
c) radiação de fase.
Um núcleo com excesso
de energia tende a estabi-
lizar-se emitindo partícu-
las.
30
a) Alfa e gama
b) beta e gama.
c) alfa e beta.
Quando um elemento se
transforma (se transmuta) em
outro, de comportamento quí-
mico diferente, dizemos hou-
ve necessariamente a variação
no número de:
31
a) nêutrons.
b) prótons.
c) elétrons.
Os núcleos instáveis de
uma mesma espécie quí-
mica e de massas diferen-
tes, são chamados de:
32
a) isótopo,
b) radioisótopo.
c) nuclídeos.
A atividade de uma amostra
com átomos radioativos ou
fontes radioativa, pode ser
medida em Bequerel (Bq), o
que corresponde a:
33
a) 3,7 .1010 desintegrações/segundo.
b) 1 curie.
c) uma desintegração/segundo.
A atividade de uma amostra
com átomos radioativos ou
fontes radioativa, pode ser
medida em Curie (Ci), o que
corresponde a:
34
a) 1 curie.
b) uma desintegração/segundo.
c) 3,7 .1010 desintegrações/segundo.
O tempo necessário para a ativi-
dade de um elemento radioativo
ser reduzida à metade da ativida-
de inicial é chamada de:
35
a) meia-vida radioativa.
b) radioemissões.
c) atividade da amostra.
Quando os elementos radioa-
tivos realizam transmutações
sucessivas até que o núcleo
atinja uma configuração está-
vel, chamamos de:
36
a) séries de decaimento.
b) séries radioativas.
c) reação em cadeia.
É uma série radioativa na-
tural.
37
a) série do Urânio.
b) série do Polônio.
c) série do Hidrogênio.
É uma série radioativa na-
tural.
38
a) série do Polônio.
b) série do Tório.
c) série do Rádio.
As séries naturais termi-
nam em isótopos estáveis
do elemento.
39
a) actínio.
b) chumbo.
c) do próprio elemento.
A meia vida do Urânio–
235 é de:
40
a) 713 milhões de anos.
b) 4,5 bilhões de anos.
c) 5.600 anos.
.
As massas dos prótons e
nêutrons são praticamen-
te iguais!
41
a) verdadeira.
b) falsa.
As partículas beta, que
são elétrons de origem
nuclear, tem um poder
ionizante maior do que as
partículas alfa.
42
a) verdadeira.
b) falsa.
Embora a radiação gama e os
raios X sejam as radiações
mais penetrantes, seu poder
de ionização é baixo em rela-
ção às partículas alfa e beta.
43
a) verdadeira.
b) falsa.
O lixo nuclear, proveniente do
processo de fissão nuclear pode
ser chamado de __________ de-
pendendo apenas de tecnologia
para o seu reaproveitamento.
44
a) resíduo nuclear.
b) lixo nuclear.
c) resto nuclear.
.
Em 1987 ocorreu um aci-
dente radioativo em Goiâ-
nia. O radioisótopo em
questão foi:
45
a) Urânio - 235.
b) Iodo - 131.
c) Césio - 137.
O Urânio-235 é chamado
de combustível nuclear,
porque pode substituir o
óleo ou o carvão, para ge-
rar calor.
46
a) verdadeira.
b) falsa.
Um acidente é considerado
nuclear, quando envolve uma
reação nuclear ou equipamen-
to onde se processe uma rea-
ção nuclear.
47
a) verdadeira.
b) falsa.
O acidente nuclear de Three
Miles Island (TMI), nos Esta-
dos Unidos, foi considerado
grave mesmo sem consequên-
cias para os trabalhadores e o
meio ambiente.
48
a) verdadeira.
b) falsa.
A irradiação é a exposição
de um objeto ou de um
corpo à radiação, sem que
haja contato direto com a
fonte de radiação.
49
a) verdadeira.
b) falsa.
O reator nuclear é um
equipamento onde se
processa uma reação de
fissão.
50
a) verdadeira.
b) falsa.
Em um reator nuclear o ele-
mento boro pode ser utilizado
para capturar nêutrons e con-
trolar a velocidade da reação
em cadeia.
51
a) verdadeira.
b) falsa.
As reações nucleares que
ocorrem no sol, são rea-
ções de fusão nuclear.
52
a) verdadeira.
b) falsa.
A principal aplicação da
energia nuclear é a con-
versão para energia tér-
mica/mecânica/elétrica, o
que se obtém nas centrais
termonucleares.
53
a) verdadeira.
b) falsa.
A emergia das radiações
não são aplicáveis à agri-
cultura e indústria.
54
a) verdadeira.
b) falsa.
A aplicação da energia nuclear
na medicina, pode ser chama-
da de Medicina Nuclear.
55
a) verdadeira.
b) falsa.
O tratamento com fontes
de radiação é chamado de
radioterapia.
56
a) verdadeira.
b) falsa.
Na agricultura os radioisó-
topos podem ser utiliza-
dos para marcação de in-
setos e para o controle de
pragas.
57
a) verdadeira.
b) falsa.
O acidente nuclear ocorri-
do em 1986 com a explo-
são do reator nuclear, foi
na cidade de:
58
a) Fukushima.
b) Nagasaki.
c) Chernobyl.
O acidente nuclear de Fu-
kushima foi causado por:
59
a) Terremoto e furacão.
b) Furacão e tsuname.
c) Terremoto e tsuname..
O próton e o nêutron
tem massa aproximada de
1840 vezes a massa do
elétron.
60
a) verdadeira.
b) falsa.
O número de prótons no
núcleo é exatamente o
número:
61
a) de massa.
b) atômico.
b) de nêutrons.
O núcleo atômico foi des-
coberto em 1911 em um
experimento conduzido
por:
62
a) Dalton.
b) Thomson.
c) Rutherford.
O modelo atômico no qual as
cargas elétricas negativas es-
tão incrustadas em uma esfe-
ra de carga positiva é chama-
do de:
63
a) pudim de passas.
b) modelo planetário.
c) esfera indivisível.
Segundo Rutherford o di-
âmetro do núcleo atômi-
co é cerca de 10.000 ve-
zes menor que o diâmetro
do átomo.
64
a) verdadeiro.
b) falso.
Segundo Bohr, o elétron
pode emitir um quantum
de luz (fóton) ao saltar pa-
ra um nível mais baixo de
energia.
65
a) verdadeira.
b) falsa.
Ao saltar para um nível de
energia mais alto, o elé-
tron libera um quantum
(fóton) de luz.
66
a) verdadeira.
b) falsa.
O próton foi descoberto
por Rutherford em:
67
a) 1911.
b) 1913.
c) 1919.
Pósitron é o nome da-
do ao:
68
a) antielétron.
b) elétron.
c) próton.
Qual o nome do cientista
que em 1932, descobriu o
nêutron?
69
a) Chadwick.
b) Paul Villard.
c) Ernest Rutherford.
Enrico Fermi foi um dos
maiores físicos dos últi-
mos tempos. Qual sua na-
cionalidade?
70
a) norte-americano.
b) italiano.
c) brasileiro.
Em 16 de julho de 1945, sob a
liderança teórica de Fermi, os
Estados Unidos lançaram a
primeira bomba atômica em:
71
a) Hiroshima.
b) Nagasaki.
c) Fukushima
A transmutação de nú-
cleos menores para nú-
cleos maiores é chamado
de:
72
a) fissão.
b) fusão.
c) reação em cadeia.
A transmutação de nú-
cleos maiores para nú-
cleos menores é chamada
de:
73
a) fissão.
b) fusão.
c) reação em cadeia.
O físico Cesar Lattes era:
74
a) canadense.
b) norte americano
c) brasileiro.
Foi um dos fundadores do
Centro Brasileiro de Pes-
quisas Físicas – CBPF.
75
a) Cesar Lattes.
b) Dante Alighieri.
c) Gleb Wataghim.
Quem foi o primeiro filó-
sofo a acreditar nos áto-
mos?
76
a) Sócrates.
b) Demócrito.
c) Parmênedes.
Como eram os átomos de
Demócrito?
77
a) incriáveis e indestrutíveis.
b) continuum material.
c) com subníveis de energia.
Quais as duas quantida-
des fundamentais para os
átomos, descobertas no
final do século XVIII e iní-
cio do século XIX?
78
a) número atômico e massa atômica.
b) peso atômico e massa atômica.
a) peso atômico e número atômico.
Como eram os átomos de
Dalton?
79
a) indivisíveis e indestrutiveis.
b) incriáveis e indestrutíveis.
c) com subníveis de energia.
O que marcou o início da
Física Nuclear?
80
a) os experimentos de Rutherford.
b) os trabalhos de Dalton.
c) os postulados de Borh.
Em que ano Ernest Ru-
therford propôs o modelo
do átomo nuclear?
81
a) 1911.
b) 1913.
c) 1932.
Qual o nome do cientista
que estudou as emissões
espontâneas do sal de
Urânio?
82
a) Paul Villard.
b) Antoine Bequerel.
c) Marie Curie.
Quais elementos foram
utilizados por Marie Cu-
rie, em 1897 para estudar
as emissões de Bequerel?
83
a) Urânio e Tório.
b) Urânio e Rádio.
c) Tório e Rádio.
Qual o nome do elemen-
to isolado por Marie Cu-
rie, em 1898, a partir do
minério pechblenda?
84
a) Rádio.
b) Tório.
c) Urânio.
.
Em 1903 os cientistas que fo-
ram agraciados com o prêmio
Nobel de Física juntamente
com Bequerel foram:
85
a) Pierre Curie e Marie Curie.
b) Geiger e Marsden.
c) Dalton e Thonsom.
Quais as radiações pro-
postas por Rutherford?
86
a) alfa e gama.
b) gama e raios X.
c) alfa e beta.
Quem descobriu o pró-
ton?
87
a) John Thomson.
b) Ernest Rutherford.
c) Paul Villard.
Quem propôs a descober-
ta da radiação gama?
88
a) Paul Villard.
b) Ernest Rutherford.
c) John Thomson.
Qual o nome do cientista
que controlou a reação
em cadeia pela 1ª vez?
89
a) Enrico Fermi.
b) Neils Borh.
c) Paul Villard.
O brasileiro Cesar Lattes
teve participação direta
na criação do:
90
a) CBPF.
b) IEA
c) CNEN.
Em que ano foi criado o
Centro Brasileiro de Pes-
quisas Físicas – CBPF?
91
a) 1935.
b) 1949.
c) 1950.
Quando se deu o inicio
das pesquisas na área da
Física Nuclear no Brasil?
92
a) 1930.
b) 1935.
c) 1949.
Em que ano foi criado o
IEA?
93
a) 1930.
b) 1935.
c) 1949.
Cite duas áreas de aplica-
ção da Física Nuclear.
94
Agricultura – Ciência
Medicina – Indústria
Energia
Qual o nome das usinas
termonucleares que estão
em funcionamento no
Brasil?
95
a) Windscale e TMI.
b) Windscael e Angra I.
c) Angra I e Angra II.
Qual o isótopo relaciona-
do ao acidente radioativo
do México em 1983?
96
a) Cobalto—60.
b) Urânio—235.
c) Césio—137.
Em que ano ocorreu o aci-
dente com o Cobalto – 60,
no México?
97
a) 1957.
b) 1983.
c) 1987.
Qual o isótopo relaciona-
do ao acidente radioativo
de Goiânia?
98
a) Polônio—239.
b) Cobalto—60..
c) Césio—137.
Em que ano ocorreu o aci-
dente com Césio-137?
99
a) 1986.
b) 1987.
c) 2011.
Qual o equipamento en-
volvido nos acidentes ra-
dioativos do México e de
Goiânia?
100
a) um equipamento hospitalar.
b) uma bomba nuclear.
c) uma usina termonuclear.
Em que ano ocorreu o aci-
dente nuclear na usina de
Windscale?
101
a) 1957.
b) 1979.
c) 1983.
Em que ano ocorreu o aci-
dente nuclear na usina de
Three Mile Island?
102
a) 1945.
b) 1957.
c) 1979.
Em que ano ocorreu o aci-
dente nuclear na usina de
Chernobyl?
103
a) 1979.
b) 1986.
c) 2011.
Em que ano ocorreu o aci-
dente nuclear na usina de
Fukushima?
104
a) 2011.
b) 1986.
c) 1979.
Qual o nome da bomba
nuclear lançada em Hiros-
hima?
105
a) Little Boy.
b) Fat Man.
c) Mike.
Qual o nome da bomba
nuclear lançada em Na-
gasaki?
106
a) Mike.
b) Little Boy.
c) Fat Man.
Qual o nome da bomba
de hidrogênio lançada no
oceano pacífico em 1952?
107
a) Little Boy.
b) Mike.
c) Fat Man.
À taxa de transformações
sofridas por núcleos instá-
veis é denominada:
108
a) atividade de amostra.
b) atividade de meia-vida.
c) período de decaimento.
São resultados da fissão
do Urânio-235?
109
a) Bário e Bromo.
b) Bário e Boro.
c) Bromo e Boro.
A energia liberada na fu-
são de núcleos é denomi-
nada de:
110
a) energia nuclear.
b) energia atômica.
c) energia de ligação.
Na fusão dos átomos de
hidrogênio, formando
átomos de hélio, é libera-
da a energia de:
111
a) 1 MeV.
b) 26 MeV.
c) 100 MeV.
Para que ocorra a fusão
nuclear é necessário uma
temperatura de cerca de:
112
a) 20 milhões de Kelvin.
b) 100 mil Kelvin.
c) 500 mil Kelvin.
A bomba de Hidrogênio
Mike, tinha poder destru-
tivo maior que a bomba
de Urânio-235, cerca de:
113
a) 700 vezes.
b) 100 vezes.
c) 20 vezes.
A potência da bomba
Little Boy era de:
114
a) 50 kilotons.
b) 20 kilotons.
c) 15 kilotons.
A potência da bomba Fat
Man era de:
115
a) 15 kilotons.
b) 20 kilotons.
c) 50 kilotons.
“...foram liberados na atmosfera
radionuclídeos com mais de 43
milhões de curies de atividade,
contaminando quase toda Euro-
pa.”
Estamos falando de:
116
a) Chernobyl.
b) Windscale.
c) Fukushima.
A técnica de gamagrafia é
aplicada na:
117
a) aviação.
b) ciência.
c) medicina.
A aplicação de radioisóto-
pos na indústria farma-
cêutica é denominada de:
118
a) radioisótopos.
b) radioterápicos.
c) radiofármacos.
O raio do núcleo atômico
é dado em função de:
119
a) seu número atômico.
b) sua massa atômica.
c) seu número de nêutrons.
A tabela periódica atual
foi organizada em ordem
crescente de:
120
a) número atômico.
b) eletronegatividade.
c) número de massa.
AVANÇAR
UMA CASA
AVANÇAR
UMA CASA
AVANÇAR
UMA CASA
AVANÇAR
UMA CASA
AVANÇAR
UMA CASA
AVANÇAR
UMA CASA
AVANÇAR
UMA CASA
AVANÇAR
UMA CASA
AVANÇAR
UMA CASA
AVANÇAR
UMA CASA
AVANÇAR
UMA CASA
AVANÇAR
UMA CASA
AJUDA EU
RESPONDO
EU
RESPONDO
EU
RESPONDO
AJUDA AJUDA AJUDA AJUDA
CARTA
BOMBA
CARTA
BOMBA
CARTA
BOMBA AJUDA
BLOQUEAR
CARTA
BOMBA
CARTA
BOMBA
CARTA
BOMBA
CARTA
BOMBA
BLOQUEAR
CARTA
BOMBA
BLOQUEAR
CARTA
BOMBA
BLOQUEAR
CARTA
BOMBA
BLOQUEAR
CARTA
BOMBA
NEUTRALIZAR NEUTRALIZAR NEUTRALIZAR
BLOQUEAR
CARTA
BOMBA
PASSOU A VEZ PASSOU A VEZ PASSOU A VEZ PASSOU A VEZ
VOLTE 1 CASA VOLTE 1 CASA PASSOU A VEZ PASSOU A VEZ
CARTAS
APRISIONADAS
CARTAS
APRISIONADAS
CARTAS
APRISIONADAS VOLTE 1 CASA
Bônus Bombas OGIVAS
1
1 1
2
4 5 7 8
10 11
12 13
14
15 16
17
18 19
Mestre nuclear
2 3
4
5
6 7
9
8
10
11 1
2 13
14
15
16
17
18
19
2
0
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11 12
13
14
15
16
17
18
19
20
20